Messbericht. HiFi Raum XX. Erstellt von XX. Datum der Messung: Februar 2015

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1 Messbericht HiFi Raum XX Erstellt von XX Datum der Messung: Februar 2015 Verwendetes Equipment: - Norsonic Dodekaeder mit Verstärker - Messmikrofon KlarkTeknik RME UC Interface - Lautsprecher des Kunden

2 Inhaltsverzeichnis 1. Status Quo Raum Messung Messergebnisse und Auswertung Nachhallzeit Moden Raumakustik an der Abhörposition Frequenzgang Zeitlicher Verlauf des frequenzabhängigen Schalldrucks an der Abhörposition Reflexionsverhalten am Abhörplatz Fazit...21 Seite 2/21

3 1. Status Quo 1.1 Raum Grundfläche: von ca. 27,30 m2 Raumhöhe: 2,92 m Bodenbelag: Parkett Wände: Unipor-Ziegel Decke: Beton Verwendungszweck: HiFi-Raum 1.2 Messung Die Messung wurde mit dem Dodekaeder (D) und den Lautsprechern (L,R) des Kunden durchgeführt. Dabei wurde mit dem Sinus-Sweep Verfahren die Impulsantwort des Raumes bestimmt. Die Mikrofon- (M) und Dodekaederpositionen sowie die Platzierung der Lautsprecher im Raum sind Abbildung 1 skizziert, Abbildung 2 zeigt ein Bild des Raums. Abbildung 1: Skizze der Platzierungen des Dodekaeders (D), der Mikrofonpositionen (M) und der Lautsprecher (L & R) Seite 3/21

4 Abbildung 2: Ansicht des Raums zu den Lautsprechern hin Seite 4/21

5 2. Messergebnisse und Auswertung 2.1 Nachhallzeit Abbildung 3 zeigt die resultierenden Nachhallzeiten der einzelnen Messungen vor der Optimierung. Abbildung 4 zeigt die Nachhallzeiten der einzelnen Messungen nach der Optimierung. In Tabelle 1 und 2 sind die Werte der Mesungen und deren Mittelwert aufgeführt. Abbildung 5 zeigt die gemittelten Nachhallzeiten vor und nach der Optimierung. Abbildung 3: Nachhallzeit aufgetragen über die Oktavbänder der Frequenzen (vor der Optimierung) D2M2 D2M3 D2M4 LRM2 LRM3 LRM4 LRM5 Mittelwert: 63 Hz 0,538 0,666 0,685 0,746 0,706 0,717 0, Hz 0,394 0,396 0,291 0,515 0,487 0,462 0, Hz 0,397 0,387 0,260 0,347 0,352 0,349 0, Hz 0,373 0,455 0,390 0,406 0,396 0,399 0,359 1 khz 0,357 0,399 0,344 0,326 0,351 0,350 0,381 2 khz 0,298 0,346 0,334 0,331 0,332 0,338 0,353 4kHz 0,305 0,320 0,328 0,313 0,319 0,305 0,337 8kHz 0,274 0,286 0,273 0,260 0,281 0,286 0,27 0,68 0,41 0,35 0,40 0,36 0,33 0,32 0,28 Tabelle 1: Nachhallzeiten der Einzelmessungen und Mittelwert vor der Optimierung Seite 5/21

6 Abbildung 4: Nachhallzeit aufgetragen über die Oktavbänder der Frequenzen (nach Optimierung) D2M2 D2M3 D2M4 LRM2 LRM3 LRM4 LRM5 Mittelwert: 63 Hz 0,443 0,580 0,534 0,653 0,596 0,619 0, Hz 0,198 0,251 0,253 0,412 0,41 0,429 0, Hz 0,245 0,256 0,282 0,247 0,266 0,254 0, Hz 0,238 0,266 0,255 0,251 0,253 0,243 0,256 1 khz 0,259 0,262 0,248 0,244 0,263 0,238 0,264 2 khz 0,247 0,245 0,252 0,261 0,267 0,243 0,274 4kHz 0,251 0,248 0,237 0,239 0,252 0,245 0,268 8kHz 0,243 0,240 0,229 0,221 0,227 0,222 0,234 0,58 0,32 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,23 Tabelle 2: Nachhallzeiten der Einzelmessungen und Mittelwert nach Optimierung Seite 6/21

7 Abbildung 5: Gemittelte Nachhallzeiten vor und nach der Optimierung. Vor der Optimierung war der Verlauf der Nachhallzeit relativ unausgeglichen. Besonders im Mittenbereich gab es zwischen den Einzelmessungen deutliche Unterschiede. Die Nachhallzeit lag bei ca. 0,36 Sekunden bei 1 khz, was sich außerhalb der Toleranz der Zielnachhallzeit befindet. Im Zuge der Optimierung wurde der Nachhall zum einen etwas kürzer und zum anderen linearer. Die Unterschiede im Mittenbereich konnten annähernd gänzlich eingedämmt werden. In beiden Messungen fällt der Bassbereich auf, welcher länger im Raum steht als die höheren Frequenzbereiche. Nach der Optimierung befindet sich die Nachhallzeit, bis auf den Bassbereich unterhalb von ca. 100 Hz, im Toleranzbereich. Fazit: Oberhalb von 125 Hz ist die Nachhallzeit nach der Optimierung linear. Seite 7/21

8 2.2 Moden Raummoden treten bei dem passenden Verhältnis von Wellenlänge zu den Raumdimensionen auf und sorgen für eine ortsabhängige Überbetonung oder Auslöschung einzelner Frequenzen. Zur Definition der Moden wurde die Sender-Mikrofon Kombination D1M1 verwendet, sprich von unterer Ecke in der Raumdiagonalen zur oberen Ecke. Abbildung 6 und 7 verdeutlichen das zeitliche Verhalten der einzelnen Frequenzen im Raum vor der Optimierung. Abbildung 6: Wasserfalldiagramm zur Messung D1M1 vor der Optimierung. Dargestellt ist die Schalldruckpegelamplitude über der Frequenz, der zeitliche Verlauf ist in der räumlichen Dimension aufgetragen. Seite 8/21

9 Abbildung 7: Spektrogramm der Messung D1M1 vor der Optimierung. Frequenz Mode (L-B-H) Bemerkung 26 Hz Axiale Mode zw. Längswänden 42 Hz Axiale Mode zw. Querwänden 61 Hz Axiale Mode zw. Decke und Boden 74 Hz Tangentiale Mode 104 Hz Tangentiale Mode 144 Hz Oblique Mode 166 Hz Oblique Mode 175 Hz Tagentiale Mode 201 Hz Oblique Mode 201 Hz Oblique Mode Tabelle 3: Modenanalyse vor der Optimierung Wichtig ist hier besonders der Verlauf im Bassbereich unterhalb 300 Hz. Ausgeprägte Moden sind bei 26 Hz, 42 Hz, 61 Hz, 74 Hz, 104 Hz, 144 Hz, 166 Hz, 175 Hz und 201 Hz zu erkennen. Die darüber liegenden Moden liegen dicht zusammen, so dass sie nicht als Einzel-Moden, sondern als breitbandige Erhöhung wahrgenommen werden. Tabelle 3 zeigt die gemessenen Moden und deren Zuordnung zu den Raumdimensionen. Die orange hinterlegten Moden sind auch am Abhörpunkt zu hören. Abbildung 8 und 9 verdeutlichen das zeitliche Verhalten der einzelnen Frequenzen im Raum nach der Optimierung. Seite 9/21

10 Abbildung 8: Wasserfalldiagramm zur Messung D1M1 nach der Optimierung. Dargestellt ist die Schalldruckpegelamplitude über der Frequenz, der zeitliche Verlauf ist in der räumlichen Dimension aufgetragen. Abbildung 9: Spektrogramm der Messung D1M1 nach der Optimierung. Seite 10/21

11 Frequenz Mode (L-B-H) Bemerkung 26 Hz Axiale Mode zw. Längswänden 42 Hz Axiale Mode zw. Querwänden 61 Hz Axiale Mode zw. Decke und Boden 74 Hz Tangentiale Mode 104 Hz Tangentiale Mode 144 Hz Oblique Mode 166 Hz Oblique Mode 175 Hz Tagentiale Mode 201 Hz Oblique Mode 201 Hz Oblique Mode Tabelle 4: Modenanalyse nach der Optimierung Nach der Optimierung sind die gleichen Moden bei 26 Hz, 42 Hz, 61 Hz, 74 Hz, 104 Hz, 144 Hz, 166 Hz, 175 Hz und 201 Hz zu erkennen. Tabelle 4 zeigt die gemessenen Moden und deren Zuordnung zu den Raumdimensionen. Die orange hinterlegten Moden sind auch am Abhörpunkt zu hören. Die Messungen zeigen, dass sich die Moden nach der Optimierung weniger stark ausprägen, aber immer noch hörbar sind. Fazit: Der Raum weist ausgeprägte Raummoden auf, die auch nach der Optimierung an der Abhörposition hörbar sind (26 Hz, 42 Hz, 74 Hz, 104 Hz, 166 Hz und 201 Hz). Seite 11/21

12 3. Raumakustik an der Abhörposition 3.1 Frequenzgang Der Frequenzgang spiegelt das Verhalten des Schalls im Raum für einzelne Frequenzen wieder. Dieser ergibt sich als Ergebnis aus der gesamten Dauer der Impulsmessung. Die zeitliche Komponente wird dabei nicht berücksichtigt. Ein optimaler Frequenzgang sollte dabei an der Hörposition für alle Frequenzen gleich sein. Der Frequenzgang an der Abhörposition wurde aus den Messungen LM4 und RM4 ermittelt. Abbildung 10 zeigt den Verlauf vor der Optimierung und Abbildung 11 nach der Optimierung. Abbildung 10: Frequenzgang an der Abhörposition (RM4 & LM4) vor der Optimierung. Dargestellt ist der Schalldruckpegel über der Frequenz Das wellige Verhalten im Tieftonbereich deutet ebenfalls auf Raum hin (26 Hz, 42 Hz, 61 Hz, 104 Hz, 175 Hz und 255 abweichende Verhalten des linken und rechten Lautsprechers Anregung von Raummoden und Reflexionen hin. In den höheren Frequenzbereichen (ab ca. 300 Hz) ist der ähnlicher. eine Ausbreitung von Moden im Hz). Das teilweise voneinander deutet auf eine unterschiedliche Frequenzgang der Lautsprecher Seite 12/21

13 Abbildung 11: Frequenzgang an der Abhörposition (RM4 & LM4) nach der Optimierung. Dargestellt ist der Schalldruckpegel über der Frequenz Auch hier ist das wellige Verhalten im Tieftonbereich ein weiterer Indiz für die Ausbreitung von Moden (26 Hz, 42 Hz, 61 Hz, 97 Hz, 166 Hz). Im Vergleich fällt auf, dass sich der Frequenzgang der Boxen angeglichen hat. Nach der Optimierung ist der Verlauf bereits ab ca. 120 Hz ähnlich. Vorher hat sich diese Ähnlichkeit erst bei ca. 300 Hz eingestellt. Fazit: Vor der Optimierung liefen die Kurven deutlicher auseinander. Hier hat sich eine Verbesserung eingestellt. Seite 13/21

14 3.2 Zeitlicher Verlauf des frequenzabhängigen Schalldrucks an der Abhörposition Die Messung mit den Stereolautsprechern an der Abhörposition (LM4 & RM4) ergab den folgenden Verlauf des frequenzabhängigen Schalldruckpegels über der Zeit (siehe Abbildung 12-15): Abbildung 12: Spektrogramm der Messung an der Abhörposition mit der rechten Box (nach der Optimierung) Seite 14/21

15 Abbildung 13: Spektrogramm der Messung an der Abhörposition mit der linken Box (nach der Optimierung) Seite 15/21

16 Abbildung 14: Wasserfalldiagramm der Messung an der Abhörposition mit der rechten Box (nach der Optimierung) Seite 16/21

17 Abbildung 15: Wasserfalldiagramm der Messung an der Abhörposition mit der linken Box (nach der Optimierung) Nach der Optimierung, weisen die gemessenen Spektrogramme an der Abhörposition nur marginale Unterschiede auf. Auch hier sind ausgeprägte Moden bei 24 Hz, 37 Hz, 74 Hz, 97 Hz und 200 Hz zu sehen. Oberhalb von 300 Hz sind weder Unterschiede noch stark ausgeprägte Einzel-Moden zu erkennen. Fazit: Die Ausrichtung der Lautsprecher ist in Ordnung. Seite 17/21

18 3.3 Reflexionsverhalten am Abhörplatz Erste Reflexionen (ER) bestimmen maßgeblich das Richtungshören und damit eine klare Definition im Stereobild. Während der ersten 10 ms nach dem Direktsignal sollten daher möglichst keine frühen Reflexionen mit hohem Schallpegel an der Abhörposition wahrgenommen werden. Abbildung 16: Energie-Zeit Diagramm. Dargestellt ist die Schallenergie über die Zeit für den rechten Lautsprecher (RM4) nach der Optimierung Seite 18/21

19 Abbildung 17: Energie-Zeit Diagramm. Dargestellt ist die Schallenergie über die Zeit für den linken Lautsprecher (LM4) nach der Optimierung Das gemessene Reflexionsmuster an der Abhörposition sollte für linken und rechten Lautsprecher bestmöglich gleich erscheinen. Dadurch kann die Stereoortung verbessert werden. Die deutlichsten Reflexionen sind in Tabelle 5 und Tabelle 6 aufgeführt. Rechter Lautsprecher Verzögerung der Reflexion zum Direktsignal in ms Umweg in m Vermutlicher Reflexionspunkt 1,69 2,87 7,83 8,92 0,58 0,98 2,69 3,06 Boden Decke Vorderwand Rückwand Tabelle 5: Deutliche Reflexionen des rechten Lautsprechers Seite 19/21

20 Linker Lautsprecher Verzögerung der Reflexion zum Direktsignal in ms Umweg in m Vermutlicher Reflexionspunkt 1,69 3,33 4,42 8,24 10,06 0,58 1,14 1,51 2,83 3,45 Boden Decke Tür Vorderwand Rückwand Tabelle 6: Deutliche Reflexionen des linken Lautsprechers Fazit: Es sind einige Reflexionen in den ersten 10 ms zu erkennen. Die lautesten Reflexionen liegen bei ca. -12 db gegenüber dem Direktsignal. Seite 20/21

21 4. Fazit Der Frequenzverlauf der Nachhallzeit ist nach der Optimierung annähernd linear und bis auf einige Moden im Bassbereich ausgeglichen. Die Modenausbreitung ist in diesem Raum relativ stark. Vor allem am Abhörplatz sind einige ausgeprägte Moden zu erkennen. Hier könnte man mit weiteren Basstraps noch etwas entgegenwirken. Durch die breitbandige Wirkung der Basstraps könnte hier allerdings auch im Mittenbereich eine Verkürzung der Nachhallzeit zustande kommen. Der Frequenzgang der Lautsprecher weist Unterschiede im Bassbereich auf, die vermutlich durch die unterschiedliche Anregung von Raummoden verursacht werden. Die Reflexionen innerhalb der ersten 10 ms nach dem Direktsignal sind liegen bei ca. -12 db gegenüber dem Direktsignal. Hier kann durch die Verwendung weiterer Absorber und Diffusoren eine Verbesserung erreicht werden. Seite 21/21